JDK8新特性之Lambda表达式

一、Lambda 介绍

Lambda 表达式是 JDK8 的一个新特性，可以取代大部分的匿名内部类，写出更优雅的 Java 代码，尤其在集合的遍历和其他集合操作中，可以极大地优化代码结构。

JDK 也提供了大量的内置函数式接口供我们使用，使得 Lambda 表达式的运用更加方便、高效。

二、基础语法

语法形式为：

() -> {};

其中 () 用来描述参数列表，{} 用来描述方法体，-> 为 lambda 运算符 ，读作(goes to)。

基础使用

首先定义6个接口：

/*多参数无返回*/
@FunctionalInterface
public interface NoReturnMultiParam {
    void method(int a, int b);
}

/*无参无返回值*/
@FunctionalInterface
public interface NoReturnNoParam {
    void method();
}

/*一个参数无返回*/
@FunctionalInterface
public interface NoReturnOneParam {
    void method(int a);
}

/*多个参数有返回值*/
@FunctionalInterface
public interface ReturnMultiParam {
    int method(int a, int b);
}

/*无参有返回*/
@FunctionalInterface
public interface ReturnNoParam {
    int method();
}

/*一个参数有返回值*/
@FunctionalInterface
public interface ReturnOneParam {
    int method(int a);
}

根据以上接口，lambda的使用如下：

import lambda.interfaces.*;

public class Test1 {
    public static void main(String[] args) {

        //无参无返回
        NoReturnNoParam noReturnNoParam = () -> {
            System.out.println("NoReturnNoParam");
        };
        noReturnNoParam.method();

        //一个参数无返回
        NoReturnOneParam noReturnOneParam = (int a) -> {
            System.out.println("NoReturnOneParam param:" + a);
        };
        noReturnOneParam.method(6);

        //多个参数无返回
        NoReturnMultiParam noReturnMultiParam = (int a, int b) -> {
            System.out.println("NoReturnMultiParam param:" + "{" + a +"," + + b +"}");
        };
        noReturnMultiParam.method(6, 8);

        //无参有返回值
        ReturnNoParam returnNoParam = () -> {
            System.out.print("ReturnNoParam");
            return 1;
        };

        int res = returnNoParam.method();
        System.out.println("return:" + res);

        //一个参数有返回值
        ReturnOneParam returnOneParam = (int a) -> {
            System.out.println("ReturnOneParam param:" + a);
            return 1;
        };

        int res2 = returnOneParam.method(6);
        System.out.println("return:" + res2);

        //多个参数有返回值
        ReturnMultiParam returnMultiParam = (int a, int b) -> {
            System.out.println("ReturnMultiParam param:" + "{" + a + "," + b +"}");
            return 1;
        };

        int res3 = returnMultiParam.method(6, 8);
        System.out.println("return:" + res3);
    }
}

以上代码中，lambda的语法可以进一步简化：

import lambda.interfaces.*;

public class Test2 {
    public static void main(String[] args) {

        //1.简化参数类型，可以不写参数类型，但是必须所有参数都不写
        NoReturnMultiParam lamdba1 = (a, b) -> {
            System.out.println("简化参数类型");
        };
        lamdba1.method(1, 2);

        //2.简化参数小括号，如果只有一个参数则可以省略参数小括号
        NoReturnOneParam lambda2 = a -> {
            System.out.println("简化参数小括号");
        };
        lambda2.method(1);

        //3.简化方法体大括号，如果方法体只有一条语句，则可以省略方法体大括号
        NoReturnNoParam lambda3 = () -> System.out.println("简化方法体大括号");
        lambda3.method();

        //4.如果方法体只有一条语句，并且是 return 语句，则可以省略方法体大括号
        ReturnOneParam lambda4 = a -> a+3;
        System.out.println(lambda4.method(5));

        ReturnMultiParam lambda5 = (a, b) -> a+b;
        System.out.println(lambda5.method(1, 1));
    }
}

使用 Lambda 表达式需要注意以下两点：

• Lambda 表达式主要用来定义行内执行的方法类型接口，例如，一个简单方法接口。在上面例子中，我们使用各种类型的Lambda表达式来定义MathOperation接口的方法。然后我们定义了sayMessage的执行。

• Lambda 表达式免去了使用匿名方法的麻烦，并且给予Java简单但是强大的函数化的编程能力。

变量作用域

lambda 表达式只能引用标记了 final 的外层局部变量，这就是说不能在 lambda 内部修改定义在域外的局部变量，否则会编译错误。

public class Test3 {
 
   final static String word = "Hello! ";
   
   public static void main(String args[]){
      SaySomething saySomething = message -> System.out.println(word + message);
      saySomething.say("world"); //输出 Hello! world
   }
    
   interface SaySomething {
      void say(String message);
   }
}

也可以直接在 lambda 表达式中访问外层的局部变量，lambda 表达式的局部变量可以不用声明为 final，但是必须不可被后面的代码修改（即隐性的具有 final 的语义）

public class Java8Tester {
    public static void main(String args[]) {
        final int num = 1; //此处的 final 可以省略不写
        Converter<Integer, String> s = (param) -> System.out.println(String.valueOf(param + num));
        s.convert(2);  // 输出结果为 3
        //num = 2; 修改 num 值会报错
    }
 
    public interface Converter<T1, T2> {
        void convert(int i);
    }
}

在 Lambda 表达式当中不允许声明一个与局部变量同名的参数或者局部变量。

String first = "";  
Comparator<String> comparator = (first, second) -> Integer.compare(first.length(), second.length());  //编译会出错 

三、函数式接口

函数式接口(FunctionalInterface)就是一个有且仅有一个抽象方法，但是可以有多个非抽象方法的接口。

定义一个函数式接口如下：

@FunctionalInterface
interface Test {
    void method(int a);
}

那么就可以使用Lambda表达式来表示该接口的一个实现(注：JAVA 8 之前一般是用匿名类实现的)：

Test test = a -> System.out.println(a);
test.method(3);

四、Lambda 表达式常用示例

• 方法引用

语法使用一对冒号 ::

引用静态方法使用 类名::方法名
引用普通方法使用 对象::方法名

public class Exe1 {
    public static void main(String[] args) {
        ReturnOneParam lambda1 = a -> doubleNum(a);
        System.out.println(lambda1.method(3));

        //lambda2 引用了已经实现的 doubleNum 方法
        ReturnOneParam lambda2 = Exe1::doubleNum;
        System.out.println(lambda2.method(3));

        Exe1 exe = new Exe1();
        //lambda3 引用了已经实现的 addTwo 方法
        ReturnOneParam lambda3 = exe::addTwo;
        System.out.println(lambda3.method(2));
    }

    /**
     * 要求
     * 1.参数数量和类型要与接口中定义的一致
     * 2.返回值类型要与接口中定义的一致
     */
    public static int doubleNum(int a) {
        return a * 2;
    }

    public int addTwo(int a) {
        return a + 2;
    }
}

• 构造方法引用

一般我们需要声明接口，该接口作为对象的生成器，通过 类名::new 的方式来实例化对象，然后调用方法返回对象。

interface ItemCreatorBlankConstruct {
    Item getItem();
}
interface ItemCreatorParamContruct {
    Item getItem(int id, String name, double price);
}

public class Exe2 {
    public static void main(String[] args) {
        ItemCreatorBlankConstruct creator = () -> new Item();
        Item item = creator.getItem();

        ItemCreatorBlankConstruct creator2 = Item::new;
        Item item2 = creator2.getItem();

        ItemCreatorParamContruct creator3 = Item::new;
        Item item3 = creator3.getItem(112, "鼠标", 135.99);
    }
}

• lambda 表达式创建线程

我们以往都是通过创建 Thread 对象，然后通过匿名内部类重写 run() 方法，一提到匿名内部类我们就应该想到可以使用 lambda 表达式来简化线程的创建过程。

Thread t = new Thread(() -> {
    System.out.println("doSomething");
});
t.start();

• 集合遍历

我们可以调用集合的public void forEach(Consumer<? super E> action)方法，通过 lambda 表达式的方式遍历集合中的元素。以下是 Consumer 接口的方法以及遍历集合的操作。Consumer 接口是 jdk 为我们提供的一个函数式接口。

@FunctionalInterface
public interface Consumer<T> {
    void accept(T t);
    //....
}

ArrayList<Integer> list = new ArrayList<>();

Collections.addAll(list, 1,2,3,4,5);

//lambda表达式 方法引用
list.forEach(System.out::println);

list.forEach(element -> {
    if (element % 2 == 0) {
        System.out.println(element);
    }
});

• 删除集合中的某个元素

我们通过public boolean removeIf(Predicate<? super E> filter)方法来删除集合中的某个元素，Predicate 也是 jdk 为我们提供的一个函数式接口，可以简化程序的编写。

ArrayList<Item> items = new ArrayList<>();
items.add(new Item(7, "格力空调", 888.88 ));
items.add(new Item(9, "冰箱", 4200.00 ));

items.removeIf(ele -> ele.getId() == 7);

//通过 foreach 遍历，查看是否已经删除
items.forEach(System.out::println);

• 集合内元素的排序

在以前我们若要为集合内的元素排序，就必须调用 sort 方法，传入比较器匿名内部类重写 compare 方法，我们现在可以使用 lambda 表达式来简化代码。

ArrayList<Item> list = new ArrayList<>();
list.add(new Item(13, "背心", 7.80));
list.add(new Item(11, "半袖", 37.80));
list.add(new Item(14, "风衣", 139.80));
list.add(new Item(12, "秋裤", 55.33));

/*
list.sort(new Comparator<Item>() {
    @Override
    public int compare(Item o1, Item o2) {
        return o1.getId()  - o2.getId();
    }
});
*/

list.sort((o1, o2) -> o1.getId() - o2.getId());
System.out.println(list);